ANALISA INDUKTOR TOROID BINOKULER PADA RANGKAIAN BOOST CONVERTER SKRIPSI

Transkripsi

1 UNIVERSITAS INDONESIA ANALISA INDUKTOR TOROID BINOKULER PADA RANGKAIAN BOOST CONVERTER SKRIPSI FAHMI UMARELLA FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO DEPOK JANUARI 2012

2 UNIVERSITAS INDONESIA ANALISA INDUKTOR TOROID BINOKULER PADA RANGKAIAN BOOST CONVERTER SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu persyaratan menjadi sarjana teknik pada program Sarjana Teknik FAHMI UMARELLA FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO DEPOK JANUARI 2012 i Universitass Indonesia

3 HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar Nama : FAHMI UMARELLA NPM : Tanda Tangan : Tanggal : 16 Januari 2011 ii

4 iii

5 UCAPAN TERIMA KASIH Puji syukur saya panjatkan kehadirat Alloh S.W.T, karena atas berkah dan rahmatnya, saya dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Jurusan teknik elektro pada Fakultas Teknik. Saya menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, sejak masa perkuliahan sampai pada penyusunan skripsi ini, tidak dapat selesai dengan baik. Oleh karena itu, saya mengucapkan terima kasih kepada : (1) Dr. Ir. Feri Yusivar M.Eng, sebagai dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk membimbing saya dalam penyusunan skripsi ini; (2) Orang tua saya tercinta, adik-adik dan keluarga besar yang telah memberikan bantuan dukungan material dan moral; (3) Teman-teman yang telah banyak membantu saya dalam menyelesaikan seminar ini. Akhir kata, saya berharap Alloh S.W.T berkenan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat khususnya bagi pengembangan ilmu. Depok, 16 Januari 2011 Fahmi Umarella iv

6 HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademik, saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Fahmi Umarella NPM : Program Studi : Teknik Elektro Departemen : Teknik Elektro Fakultas : Teknik Jenis karya : Skripsi Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive Royalty- Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul : ANALISA INDUKTOR TOROID BINOKULER PADA RANGKAIAN BOOST CONVERTER Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Noneksklusif ini berhak menyimpan, mengalih media / formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data ( database ), merawat, dan mempublikasikan skripsi saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis / pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di : Depok Pada tanggal : 16 Januari 2011 Yang menyatakan (Fahmi Umarella) v

7 Fahmi Umarella NPM : Dosen Pembimbing Dr. Ir. Feri Yusivar M.Eng Departemen Teknik Elektro ANALISA INDUKTOR TOROID BINOKULER PADA RANGKAIAN BOOST CONVERTER ABSTRAK Boost converter adalah suatu rangkaian elektronika yang dapat menaikkan nilai tegangan keluaran. Nilai tegangan output yang dihasilkan dapat diatur dengan merubah nilai duty cycle. Contoh penggunaan rangkaian ini adalah pada sistem solar cell. Karateristik intesitas matahari selalu berubahubah terhadap waktu, cuaca dan iklim sehingga menjadikan sel surya tidak maksimal untuk digunakan jika ditempatkan secara pasif. Salah satu dampaknya adalah perubahan nilai tegangan yang tergantung pada intensitas cahaya yang diterima oleh sel surya. Induktor memegang peran yang cukup penting pada boost converter. Fungsi induktor pada boost converter adalah untuk menyimpan energi listrik, energi ini nantinya akan disalurkan ke beban. Sehingga tegangan pada beban adalah hasil dari tegangan input ditambah dengan energi yang tersimpan pada induktor, sehingga tegangan output boost converter menjadi lebih besar dari pada tegangan input. Dalam penelitian ini akan dibahas mengenai perancangan induktor toroid binokuler. Induktor ini akan diujikan pada boost converter yang bekerja pada mode kontinyu dengan frekuensi switching 10 KHz. Tegangan input dikontrol dengan variac dan dinaikkan secara bertahap sampai terjadi kenaikkan suhu induktor hingga 41 derajat celcius. Pengujian dilakukan untuk mengetahui efisiensi boost converter terhadap variasi jumlah lilitan induktor, variasi tegangan input dan beban. Kata Kunci : Boost, converter, inductor vi

8 Fahmi Umarella NPM : The lecturer of consultant Dr. Ir. Feri Yusivar M.Eng Departemen Teknik Elektro ANALYSIS BINOCULARS TOROID INDUCTOR ON BOOST CONVERTER CIRCUIT ABSTRACT Boost converter is an electronic circuit that can increase the value of the output voltage. The resulting output voltage value can be adjusted by changing the duty cycle value. The example of its application is on solar cell system. The characteristic intensity of the sun is always changing with time, weather and climate. It makes solar cell was not optimal for use if placed passively. The consequence is the voltage value changes depending on the intensity of light received by the solar cells. The inductor function in boost converter is used to store electric energy, then electric energy will be transmited to the load. So that the voltage at the load is the result of the input voltage plus the energy stored in the inductor, so the boost converter output voltage becomes greater than the input voltage. In this research, we will design an binoculars toroid inductor. This inductor will be tested to boost converter that works in continuous mode with 10 KHz frequency switching. The input voltage is controlled by using variac. We increase that voltage step by step until the inductor temperature showed at 41 degree celcius. The testing is to know the efficiency of boost converter toward number of inductor winding, input voltage variations and load variations. keyword : Boost, converter, inductor vii

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL.. HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS LEMBAR PENGESAHAN. KATA PENGANTAR. LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH.. ABSTRAK.. ABSTRACT DAFTAR ISI.. DAFTAR GAMBAR. DAFTAR TABEL i ii iii iv v vi vii viii x xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Penulisan Rumusan Masalah Batasan Masalah Metode Penulisan Sistematika Penulisan.. 3 BAB II DASAR TEORI 2.1 Induktor Pengertian Induktor Medan magnet pada induktor Konstruksi Induktor Jenis Jenis Lilitan Pada Induktor Jenis-jenis Induktor Pengisian dan pengosongan arus pada induktor Beberapa faktor yang mempengaruhi efisiensi kerja induktor Bentuk susunan induktor Rangkaian Boost converter Pengertian Boost Converter Syarat rangkaian boost converter bekerja pada mode kontinyu 13 BAB III PERANCANGAN IDUKTOR 3.1 Perancangan Induktor Toroid Binokuler Menentukan dimensi toroid yang digunakan Mencari nilai permeabilitas toroid yang digunakan Spesifikasi kawat yang akan digunakan Menghitung nilai induktansi untuk jumlah lilitan yang berbeda Induktor toroid binokuler. 20 BAB IV Data Hasil Pengujian Dan Analisa Diagram blok Pengujian Pengujian viii

10 4.4 Pengujian BAB V Kesimpulan 47 Daftar acuan. 48 ix

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Aturan tangan kanan... 5 Gambar 2.2 Garis gaya magnet pada solenoid... 6 Gambar 2.3 Garis gaya magnet pada induktor E-core... 7 Gambar 2.4 Garis gaya magnet pada induktor toroid binokuler... 7 Gambar 2.5 Simbol. induktor dengan inti udara... 9 Gambar 2.6 Simbol induktor dengan inti besi... 9 Gambar 2.7 Simbol induktor dengan inti ferrit Gambar 2.8 Simbol induktor dengan inti perubahan inti Gambar 2.9 Rangkaian Pengisian Induktasi dengan tegangan DC Gambar 2.10 Rangkaian Pengosongan Induktasi Gambar 2.11 Beberapa contoh susunan bentuk induktor Gambar 2.12 Rangkaian Dasar Boost Converter Gambar 2.13 (a) kondisi Q = ON, (b) kondisi Q = OFF [2] Gambar 3.1 Contoh induktor toroid binokuler Gambar 3.2 Spesifikasi toroid yang digunakan Gambar 3.3 Induktor toroid Gambar 3.4 Grafik selisih kesalahan nilai induktansi toroid binokuler hasil perhitungan dan pengukuran..20 Gambar 3.5 Induktor Toroid binokuler yang dibuat Gambar 4.1 Diagram blok pengujian Gambar 4.2 Rangkaian boost converter Gambar 4.3 Rangkaian pengujian 1 menggunakan 185 lilitan...23 Gambar 4.4 Hubungan antara efisiensi terhadap perubahahan Vin Gambar 4.5 Hubungan antara efisiensi terhadap perubahahan beban Gambar 4.6 Hubungan antara Vo/Vi terhadap perubahahan Vin Gambar 4.7 Rangkaian pengujian 2 menggunakan 275 lilitan Gambar 4.8 Hubungan antara efisiensi terhadap perubahan Vin Gambar 4.9 Hubungan antara efisiensi terhadap perubahahan beban Gambar 4.10 Hubungan antara Vo/Vi terhadap perubahahan Vin Gambar 4.11 Rangkaian pengujian 3 menggunakan 350 lilitan...38 Gambar 4.12 Hubungan antara efisiensi terhadap perubahahan Vin Gambar 4.13 Hubungan antara efisiensi terhadap perubahahan beban...43 Gambar 4.14 Hubungan antara Vo/Vi terhadap perubahahan Vin Gambar 4.15 Hubungan antara tingkat efisiensi terhadap jumlah lilitan...45 x

12 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Spesifikasi dimensi rorid yag digunakan..15 Tabel 3.2 Tabel spesifikasi kawat AWG..17 Tabel 3.3 Hasil pengukuran induktansi single toroid dan toroid binokuler..18 Tabel 3.4 Nilai induktansi toroid binokuler hasil perhitungan dan pengukuran...19 Tabel 4.1 Efisiensi untuk 185 lilitan dengan beban 25 watt.23 Tabel 4.2 Efisiensi untuk 185 lilitan dengan beban 50 watt.25 Tabel 4.3 Efisiensi untuk 185 lilitan dengan beban 75 watt.26 Tabel 4.4 Efisiensi untuk 185 lilitan dengan beban 100 watt...27 Tabel 4.5 Efisiensi untuk 275 lilitan dengan beban 25 watt.31 Tabel 4.6 Efisiensi untuk 275 lilitan dengan beban 50 watt.32 Tabel 4.7 Efisiensi untuk 275 lilitan dengan beban 75 watt.. 33 Tabel 4.8 Efisiensi untuk 275 lilitan dengan beban 100 watt...34 Tabel 4.9 Efisiensi untuk 350 lilitan dengan beban 25 watt.39 Tabel 4.10 Efisiensi untuk 350 lilitan dengan beban 50 watt...40 Tabel 4.11 Efisiensi untuk 350 lilitan dengan beban 75 watt...40 Tabel 4.12 Efisiensi untuk 350 lilitan dengan beban 100 watt.41 xi

13 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Boost converter adalah suatu rangkaian elektronika yang dapat menaikkan nilai tegangan keluaran. Nilai tegangan output yang dihasilkan dapat diatur dengan merubah nilai duty cycle. Contoh penggunaan rangkaian ini adalah pada sistem pembangkit listrik terbarukan, contohnya solar cell. Seperti yang kita ketahui bahwa karateristik intensitas matahari selalu berubah-ubah terhadap waktu, cuaca dan iklim sehingga menjadikan sel surya tidak maksimal untuk digunakan ketika ditempatkan secara pasif. Hal ini menyebabkan perubahan nilai tegangan yang tergantung pada intensitas cahaya yang diterima oleh sel surya. Salah satu cara untuk memaksimalkan pengguanaan sel surya adalah dengan menggunakan rangkaian dc to dc converter yaitu berupa rangkaian boost converter. Pada rangkaian boost converter terdapat komponen induktor, fungsi induktor tersebut adalah untuk menyimpan energi listrik, energi listrik ini nantinya akan disalurkan ke beban. Tegangan pada beban adalah hasil dari tegangan input ditambah dengan energi yang tersimpan pada induktor, sehingga tegangan output boost converter menjadi lebih besar dari pada tegangan input. Oleh karena itu, induktor memegang peran yang cukup penting pada rangkaian boost converter. Dalam penelitian ini, perancangan induktor menggunakan inti ferit bertujuan agar diperoleh nilai induktansi yang cukup besar namun dengan dimensi yang lebih kecil dan jumlah lilitan yang relatif lebih sedikit. Hal ini karena nilai permeabilitas ferit lebih besar dari pada permeabilitas bahan inti berupa udara ataupun besi. Dalam penelitian ini induktor yang dibuat adalah bentuk toroid binokuler. Bentuk ini adalah pengembangan dari bentuk toroid sehingga bentuk dasarnya berupa lingkaran. Dengan bentuk toroid dapat dibuat induktor dengan induktansi yang lebih besar dan dimensi yang relatif lebih kecil dibandingkan dengan induktor E-core. Disamping itu, toroid umumnya menggunakan inti 1

14 2 (core) yang melingkar sehingga jumlah garis-garis gaya magnet yang timbul akan lebih banyak dibandingkan dengan jumlah garis-garis gaya magnet pada E-core. Pada saat sekarang ini, khususnya pada pasar lokal di Indonesia, ferit yang dijual tidak dilengkapi dengan spesifikasi yang lengkap, seperti permeabilitas dan frekuensi kerja. Dengan penelitian ini, diharapkan kita dapat mengetahui karakteristik induktor bentuk toroid binokuler ketika digunakan pada rangkaian boost converter yang bekerja degan mode kontinyu dan mengetahui nilai efisiensi Boost converter ketika menggunakan induktor toroid binokuler. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberi sedikit gambaran mengenai rangkaian boost converter khususnya induktor yang digunakan serta sebagai bahan diskusi atau tambahan bagi para pembaca yang akan membuat tugas akhir yang berkaitan dengan induktor dan rangkaian boost converter. 1.2 Tujuan Penulisan Tujuan skripsi ini adalah sebagai berikut: Merancang induktor bentuk toroid binokuler yang akan digunakan pada rangkaian boost converter dengan mode kontinyu dan mencari karakteristik induktor bentuk toroid binokuler ketika digunakan pada rangkaian boost converter. Induktor ini diharapkan dapat menunjang kemampuan kerja rangkaian boost converter. Frekuensi dan level input tegangan yang cukup tinggi dan dapat menghasilkan tegangan keluaran lebih besar dari tegangan masukan. 1.3 Perumusan masalah Pada awal perencanaan, induktor yang dibuat akan diujikan menggunakan rangkaian boost converter pada mode kontinyu. Rangkaian ini diharapkan mampu mengeluarkan tegangan keluaran yang besar dengan efisiensi daya yang baik. Rangkaian boost converter ini akan bekerja pada frekuensi tinggi (KHz) dan menggunakan sumber tegangan input dari PLN.

15 3 1.4 Pembatasan Masalah Dalam penelitian ini, penulis melakukan pembatasan masalah dengan batasanbatasan sebagai berikut : 1. Cara membuat induktor toroid binokukuler. 2. Pengujian dilakukan pada 185 lilitan, 275 lilitan dan 350 lilitan dengan beban lampu pijar 25 watt, 50 watt, 75 watt, dan 100 watt. 3. Frekuensi input yang diberikan dari switch generator sebesar 10 KHz. Dengan frekuensi sebesar 10 KHz maka boost converter bekerja dengan mode kontinyu. 4. Karakteristik induktor toroid binokuler ketika bekerja pada rangkaian boost converter dengan mode kontinyu. 5. Pengujian dilakukan sampai terjadi kenaikkan suhu pada induktor hingga 41 derajad Celsius. 1.5 Metode Penulisan Metode penulisan yang digunakan dalam penyusunan laporan skripsi ini adalah: 1. Metode Kepustakaan Metode ini merupakan pengumpulan data-data melalui buku, jurnal dan ebook yang berkaitan dengan penulisan skrispi ini. 2. Metode Observasi Merupakan metode pembuatan alat dan pengujian alat yang berkaitan dengan penulisan skripsi ini. 3. Metode Konsultasi dan Diskusi Merupakan metode dengan cara berdiskusi atau konsultasi langsung kepada dosen pembimbing, dosen pengajar, serta orang-orang yang memahami dan berkompeten tentang judul penulisan skripsi ini.

16 4 1.6 Sistematika Penulisan Dalam penulisan skripsi ini penulis akan menyusun secara sistematis bagian bagian yang saling berhubungan sehingga diharapkan akan mudah dibaca dan dipahami. Bab satu merupakan pendahuluan, berisi latar belakang, tujuan, perumusan masalah, pembatasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan. Bab dua adalah teori dasar, pada bab ini berisi tentang pengertian induktor, jenis induktor, faktor yang mempengaruhi efisiensi pada induktor dan prinsip kerja boost converter. Bab tiga merupakan perancangan, berisi penjelasan perancangan induktor toroid binokuler. Bab empat berisi pengujian, hasil data pengujian, grafik dan analisa data hasil pengujian. Bab lima merupakan kesimpulan.

17 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Induktor Pengertian Induktor Ketika seutas kawat tembaga dialiri arus listrik maka di sekeliling tembaga akan timbul medan listrik. Dengan aturan tangan kanan kita dapat mengetahui arah medan listrik terhadap arus listrik. Arah jempol adalah arah arus dan medan listrik yang mengitari ditunjukkan oleh arah ke empat jari yang menggenggam. Penjelasan tersebut dapat dilihat pada gambar 2.1 [5] Gambar 2.1 Aturan tangan kanan Ketika kawat tembaga dililitkan membentuk suatu kumparan, kemudian kita mengalirkan arus listrik melalui kumparan tersebut maka tiap lilitan akan saling menginduksi. Inilah dasar proses terjadinya medan listrik pada induktor Induktor adalah sebuah komponen elektronika yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melewatinya. Kemampuan induktor untuk menyimpan energi magnet ditentukan oleh besar induktansinya. Pada umunya, sebuah induktor adalah sebuah kawat penghantar yang dibentuk menjadi kumparan. Lilitan-litan tersebut membantu membuat medan magnet yang kuat di dalam kumparan. Induktor merupakan salah satu komponen elektronik dasar yang digunakan dalam rangkaian dengan arus dan tegangan yang berubah-ubah. Aplikasi induktor pada rangkaian dc adalah menghasilkan tegangan dc yang konstan terhadap fluktuasi beban arus.

18 6 Pengertian induktor ideal, yaitu induktor yang memiliki induktansi, tetapi tanpa resistansi dan tidak memboroskan daya. Akan tetapi, pada kenyataanya sebuah induktor akan memiliki resistansi yang berasal dari kawat lilitan. Selain memboroskan daya pada resistansi kawat, induktor berinti magnet juga memboroskan daya di dalam inti karena efek histeresis, dan pada arus tinggi mungkin mengalami nonlinearitas karena mengalami penjenuhan Medan magnet pada induktor Pada tegangan DC, garis - garis gaya magnet akan terjadi pada saat arus listrik mengalir melalui kabel. Bila kita mengalirkan arus melalui coil ( kumparan ) yang dibuat dari kabel yang digulung, akan terjadi garis-garis gaya dalam arah sama yang membangkitkan medan magnet. Kekuatan medan magnet sama dengan jumlah garis-garis gaya magnet, dan berbanding lurus dengan hasil kali dari jumlah gulungan dalam kumparan dan arus listrik yang melalui kumparan tersebut. Di bawah ini adalah bentuk medan magnet pada beberapa jenis induktor : 1. Medan magnet pada induktor solenoid ditunjukkan pada gambar 2.2. Gambar 2.2. Garis gaya magnet pada solenoid Pada induktor solenoid terlihat bahwa jumlah garis-garis gaya magnet yang dapat kembali ke inti ( tidak terputus ) cukup banyak, sehingga kekuatan medan magnet yang terbentuk kecil. Hal ini berpengaruh terhadap kapasasitas menyimpan energi listrik.

19 7 2. Medan magnet pada induktor E-Core ditunjukkan pada gambar 2.3. Gambar 2.3. Garis gaya magnet pada induktor E-core Garis-garis gaya magnet pada E-core relative lebih baik dari pada solenoid. Oleh karena itu bentuk ini memiliki medan magnet yang lebih besar jika dibandingkan dengan solenoid. Namun demikian, masih terdapat sejumlah garis gaya magnet yang terputus. 3. Medan magnet induktor toroid binokuler ditunjukkan pada gambar 2.4. Gambar 2.4. Garis gaya magnet pada induktor toroid binokuler Induktor dengan bentuk toroid binokuler akan memiliki garis-garis gaya magnet yang paling banyak dibanding dengan dua bentuk sebelumnya, sehingga mampu menghasilkan medan magnet yang cukup besar. Hal ini karena induktor ini memiliki bentuk toroid ( melingkar ) sehingga medan induksinya tertutup dan relatif tidak menginduksi komponen lain yang berdekatan di dalam satu pcb.

20 Konstruksi Induktor Sebuah induktor biasanya dikonstruksi sebagai sebuah lilitan dari bahan penghantar. Biasanya kawat tembaga digulung pada inti magnet berupa udara atau bahan feromagnetik. Bahan feromagnetik mempunyai permeabilitas magnet yang lebih tinggi dari udara, dapat meningkatkan medan magnet dan menjaganya tetap dekat pada induktor. Penambahan inti feromagnetik juga akan meningkatkan induktansi induktor. Induktor yang bekerja pada frekuensi rendah dibuat dengan menggunakan baja laminasi. Untuk induktor yang bekerja pada frekuensi tinggi biasanya digunakan ferit sebagai bahan inti. Hal ini dikarenakan ferit tidak menyebabkan kerugian daya pada frekuensi tinggi seperti pada inti besi. Ferit mempunyai lengkung histeresis yang sempit dan resistivitasnya yang tinggi mencegah arus eddy. Induktor dibuat dengan berbagai bentuk. Sebagian besar dikonstruksi dengan menggulung kawat tembaga disekitar bahan inti dengan kaki-kaki kawat keluar. Beberapa jenis induktor memiliki gulungan kawat penuh di dalam material inti, dinamakan induktor terselubungi. Jenis induktor yang lain mempunyai inti yang dapat diubah letaknya, yang memungkinkan pengubahan induktansi. Induktor yang digunakan untuk menahan frekuensi sangat tinggi biasanya dibuat dengan melilitkan tabung atau manik-manik ferit pada kabel transmisi. Induktor kecil dapat dicetak langsung pada papan rangkaian cetak dengan membuat jalur tembaga berbentuk spiral. Beberapa induktor dapat dibentuk pada rangkaian terintegrasi menggunakan inti planar. Tetapi bentuknya yang kecil membatasi nilai induktansinya Jenis Jenis Lilitan Pada Induktor Pada pembuatan induktor, dikenal beberapa model lilitan yang biasa digunakan, yaitu sebagai berikut :

21 9 1. Lilitan ferit sarang madu Lilitan sarang madu dililit dengan cara bersilangan dengan tujuan mengurangi efek kapasitansi terdistribusi. Lilitan ini sering digunakan pada rangkaian tala pada penerima radio untuk gelombang menengah dan gelombang panjang. Dengan lilitan model seperti ini, kita dapat mendapatkan induktansi yang tinggi. 2. Lilitan inti toroid Lilitan ini biasanya digunakan pada inti yang berbentuk seperti kue donat. Lilitan ini dapat dibuat dari lilitan silinder dengan menghubungkannya menjadi berbentuk donat, sehingga menyatukan kutub utara dan selatan. Pada lilitan toroid, medan magnet ditahan pada lilitan. Ini menyebabkan lebih sedikit radiasi magnetik dari lilitan, dan kekebalan dari medan magnet eksternal Jenis-jenis Induktor Jenis-jenis induktor berdasarkan bahan pembuat intinya dapat dibagi menjadi empat, yaitu : 1. Induktor dengan inti udara ditunjukkan pada gambar 2.5. Gambar 2.5. Simbol induktor dengan inti udara 2. induktor dengan inti besi ditunjukkan pada gambar 2.6. Gambar 2.6. Simbol induktor dengan inti besi

22 10 3. induktor dengan inti ferrit ditunjukkan pada gambar 2.7. Gambar 2.7. Simbol induktor dengan inti ferrit 4. induktor dengan inti perubahan inti ditunjukkan pada gambar 2.8. Gambar 2.8. Simbol induktor dengan inti perubahan inti Pengisian dan pengosongan arus pada induktor Bila kita mengalirkan arus listrik (I), maka terjadilah garis-garis gaya magnet Bila kita mengalirkan arus melalui spul atau coil ( kumparan ) yang dibuat dari kabel yang digulung,a akan terjadi garis-garis gaya dalam arah sama membangkitkan medan magnet. Kekuatan medan magnet sama dengan jumlah garis-garis gaya magnet dan berbanding lurus dengan hasil kali dari jumlah gulungan dalam kumparan dan arus listrik yang melalui kumparan tersebut. Contoh rangkaian pengisian induktor ditunjukkan pada gambar 2.9. Gambar 2.9. Rangkaian Pengisian Induktasi dengan tegangan DC

23 11 Pada proses pengosongan induktor, ketika arus listrik ( I ) sudah memenuhi lilitan, maka terjadilah arus akan bergerak menuju beban bersama arus yang berasal dari sumber. Proses pengosongan induktor ditunjukkan pada gambar Gambar Rangkaian Pengosongan Induktasi Beberapa faktor yang mempengaruhi efisiensi kerja induktor. Efisiensi kerja induktor dipengaruhi oleh beberapa faktor sebagai berikut:[5],[8] 1. Dimensi bahan. Semakin besar ukuran induktor yang dibuat maka nilai induktansi yang diperoleh akan semakin bertambah, sehingga kemampuan induktor untuk menimpan energi listrik semakin meningkat. 2. Permeabilitas bahan. Dengan bahan yang mempunyai nilai permeabilitas tinggi maka kita dapat membuat induktor dengan nilai induktansi yang cukup besar. 3. Jumlah lilitan. Dengan memperbanyak jumlah lilitan, kita dapat membuat induktor dengan nilai induktansi yang cukup besar. Namun demikian, perlu diperhatikan bahwa bertambahnya jumlah lilitan maka resistansi dalam pada induktor juga akan naik Bentuk susunan induktor Dalam perkembangannya, induktor dibuat dengan berbagai macam bentuk dan susunan dengan tujuan untuk meningkatkan kemampuan kerja induktor

24 12 tersebut. Berikut inii beberapa susunan bentuk induktor yang telah dibuat sebelumnya. Beberapa contoh bentuk susunan induktor ditunjukkan pada gambar 2.11 [14]. Gambar Beberapa contoh susunan bentuk induktor 2.3 Rangkaian Boost Converter Pengertian Boost Converter Boost converter adalah rangkaian konversi daya yang menghasilkan tegangan DC output lebih besar dari pada tegangan DC input. Rangkaian boost converter ditunjukkan pada gambar 2.12 [3] Gambar Rangkaian Dasar Boost Converter Rangkaian boost converter tersusun atas Induktor (L), dioda (D), kapasitor (C) dan Sakelar (Q) dengan tegangan masukan (E) dan beban (R). Dalam

25 13 aplikasinya, sakelar (Q) yang digunakan dapat berupa MOSFET atau IGBT. Dengan membuatnya seperti selektor maka akan didapat dua kondisi rangkaian, yaitu kondisi Q = ON dan Q = OFF seperti ditunjukkan pada gambar 2.13.[3] Gambar (a) kondisi Q = ON, (b) kondisi Q = OFF [2] Pada gambar di atas didapatkan prinsip dasar cara kerja rangkaian boost converter, adalah sebagai berikut : 1. Pada saat kondisi On-state ( saklar tertutup), akan terjadi peningkatan pada arus induktor (energi tersimpan di induktor naik). 2. ketika Off-state (saklar terbuka) : arus akan mengalir melewati induktor menuju ke kapasitor dan resistor, sehingga akan terjadi transfer daya yang terkumpul selama kondisi On-state menuju ke kapasitor Syarat rangkaian boost converter bekerja pada mode kontinyu Untuk bekerja pada mode kontinyu, rangkaian boost converter harus memenuhi persamaan arus indukor sebagai berikut. [2] = ( ).. >0 (2.1) Keterangan : : arus minimum induktor (A) Vi T L D R : tegangan input (V) : periode (sekon) : induktansi induktor yang digunakan (H) : duty cycle : Beban

26 BAB III PERANCANGAN INDUKTOR 3.1. Perancangan induktor toroid binokuler Induktor yang akan digunakan adalah sepasang toroid yang kemudian disusun menjadi bentuk toroid binokuler. Alasan menggunakan bentuk toroid adalah untuk mendapatkan nilai induktansi yang lebih besar dan dimensi yang relatif lebih kecil jika dibandingkan dengan memakai bentuk solenoid. Karena bentuk yang melingkar maka medan induksinya tertutup sehingga tidak ada garis gaya magnet yang keluar dan relatif tidak menginduksi komponen lain yang berdekatan. Bentuk induktor toroid binokuler adalah pengembangan dari bentuk toroid yaitu dengan cara menyusun beberapa ferit bentuk toroid untuk kemudian dililitkan kawat pada bagian tengahnya. Ilustrasi induktor toroid binokuler dapat dilihat pada gambar 3.1. Gambar 3.1. Contoh induktor toroid binokuler Desain yang digunakan pada perakitan induktor toroid binokuler adalah menggunakan sepasang toroid selanjutnya dililitkan kawat berdiameter 0.8 mm pada sisi tengah kedua toroid tersebut. 14

27 Menentukan dimensi toroid yang digunakan. Spesifikasi bahan yang digunakan untuk perancangan induktor toroid binokuler ditunjukkan pada gambar 3.2: Gambar 3.2. Spesifikasi toroid yang digunakan Spesifikasi toroid pada gambar 3.2, ditunjukkan pada tabel 3.1. Tabel 3.1 Spesifikasi dimensi rorid yag digunakan Spesifikasi dimensi toroid Diameter luar Diamater dalam Tebal 5.6 cm 3.6 cm 2 cm Mencari nilai permeabilitas toroid yang digunakan. Untuk mempermudah dalam mendapatkan nilai permeabilitas bahan, toroid dibuat menjadi induktor, yaitu dengan melilitkan kabel 18 AWG sebanyak 80 lilitan. Induktor yang dibuat ditunjukkan pada gambar 3.3.

28 16 Gambar 3.3. Induktor toroid Pada gambar di atas diketahui jumlah lilitan (N) = 78, diameter lingkaran luar (R) =56 mm, diameter lingkaran dalam (r) = 36 mm dan nilai induktansi yang diperoleh 58.8 mh. Dengan menggunakan rumus induktansi bentuk toroid kita dapat menghitung permeabilitas bahan toroid tersebut dengan persamaan 3.1 [13]. L = (3.1) Keterangan : L : induktansi : Permeabilitas udara : Permeabilitas bahan N : Jumlah lilitan : Luas core = (3.2) =200.

29 = = μ μ =. = Spesifikasi kawat yang akan digunakan. Alasan penggunaan kawat berdiameter 0.8 mm adalah kemampuan kawat tersebut untuk dilewati arus dan frekuensi kerja yang sesuai dengan spesifikasi komponen pada rangkaian boost converter. Di samping itu, agar dapat diperoleh jumlah lilitan yang banyak sehingga induktansi induktor menjadi besar. Tabel 3.2. Tabel spesifikasi kawat AWG [12]

30 Menghitung nilai induktansi untuk jumlah lilitan yang berbeda. Oleh karena sulitnya mendapatkan literatur untuk mendapatkan induktansi toroid binokuler, maka digunakan pendekatan dengan persamaan untuk induktor single toroid dikalikan dengan faktor pengali. Hasil pengukuran induktansi single toroid dan induktor binokuler dengan jumlah lilitan yang sama ditunjukkan pada tabel 3.3. Tabel 3.3. Hasil pengukuran induktansi single toroid dan toroid binokuler Jumlah lilitan Single Toroid Toroid Binokuler L Binokuler/L toroid mh mh mh mh mh mh Dari tabel hasil uji coba nilai induktansi di atas, diperoleh kesimpulan bahwa faktor pengali sebesar 1,4. Sehingga untuk menghitung nilai induktansi toroid binokuler dapat menggunakan persamaan 3.3. = 1.4 (3.3) Pada pembuatan induktor toroid binokuler, dibuat tiga macam jumlah lilitan, yaitu 185 lilitan, 275 lilitan, dan 350 lilitan. a. Induktansi untuk 185 lilitan = =330.8 = =463.12

31 19 b. Induktansi untuk 275 lilitan = = = = c. Induktansi untuk 350 lilitan = = = = Hasil perhitungan di atas mendekati nilai induktansi saat kita mengukur langsung nilai induktansi induktor menggunakan alat induktor meter. Perbandingan nilai induktansi hasil perhitungan dan pengukuran dapat dilihat pada tabel 3.2. Tabel 3.4. Nilai induktansi toroid binokuler hasil perhitungan dan pengukuran No Jumlah lilitan Hasil perhitungan Hasil pengukuran Selisih kesalahan mh 460 mh 3.12 mh mh mh mh mh 1663,12 mh 5.3mH Grafik selisih kesalahan nilai induktansi dengan hasil perhitungan dan pengukuran ditunjukkan pada gambar 3.4.

32 20 12 Selisih kesalahan (mh) Selisih kesalahan Jumlah lilitan Gambar 3.4. Grafik selisih kesalahan nilai induktansi toroid binokuler hasil perhitungan dan pengukuran 3.2. Induktor toroid binokuler.. Toroid binokuler yang telah dibuat ditunjukkan pada gambar 3.5 Gambar 3.5. Toroid binokuler yang dibuat

33 21 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1. Diagram blok sistem Diagram blok sistem secara lengkap ditunjukkan pada gambar 4.1. Gambar 4.1. Diagram blok pengujian Pengujian induktor yang telah dibuat akan menggunakan rangkaian boost converter. Rangkaian ini merupakan rangkaian dc to dc converter yang dapat menaikkan nilai tegangan keluaran. Seperti pada gambar 4.1 diatas, tegangan masukan diperoleh langsung dari PLN. Tegangan tersebut selanjutnya akan dikontrol menggunakan trafo regulator sehingga dapat dipilih nilai tegangan input AC yang akan digunakan sesuai dengan kebutuhan. Dengan bantuan rangkaian rectifier maka tegangan AC tersebut akan disearahkan lebih dulu untuk kemudian digunakan sebagai tegangan masukan pada rangkaian boost converter. Dengan spesifikasi dan bentuk induktor yang tepat, diharapkan rangkaian boost converter tersebut dapat bekerja dengan input tegangan yang cukup tinggi dan memiliki nilai efisiensi daya yang baik. Input generator digunakan untuk memberikan input berupa gelombang kotak dengan frekuensi sebesar 10 KHz ke komponen IGBT/MOSFET dan memiliki duty cycle sebesar 50 %. 21

34 22 Pada proses pengujian, induktor toroid binokuler akan digunakan pada rangkaian boost converter. Rangkaian boost converter lengkap dengan rangkaian rectifier ditunjukkan pada gambar 4.2 [11]. Gambar 4.2. Rangkaian boost converter Spesifikasi komponen rangkaian boost converter di atas sebagai berikut: 1. Diode 1200 V, 20A 2. Komponen IGBT FGA25N120 ANTD 3. Kapasitor 4 uf 850 V Spesifikasi komponen rangkaian rectifier di atas sebagai berikut : 1. Kapasitor 1 ( C1) sebesar 20uF, 400V 2. Kapasitor 2 (C2) sebesar 12.5uF, 400V 3. Saklar 3 posisi. 4. Diode bridge 50 A, 600V 5. Induktor solenoid dengan nilai induktansi sebesar 130 uh

35 Pengujian 1 Pada pengujian ini, dilakukan pengujian terhadap induktor toroid binokuler dengan menggunakan rangkaian boost converter. Pengujian menggunakan beban berupa lampu pijar 25 watt, 50 watt, 75 watt dan 100 watt pada lilitan 185 (460mH). Tegangan input yang diberikan dinaikkan secara teratur melalui trafo regulator sampai terjadi kenaikkan suhu pada induktor sebesar 41 derajat celcius. Frekuensi input dari generator sebesar 10 KHz. Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui efisiensi daya boost converter terhadap perubahan tegangan input dan perubahan beban. Gambar rangkaian pengujian 1 dapat dilihat pada gambar 4.3.[11] DUT (Device Under Test) Gambar 4.3. Rangkaian pengujian 1 menggunakan 185 lilitan Data hasil pengujian 1 dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut. Tabel 4.1. Efisiensi untuk 185 lilitan dengan beban 25 watt Vi (V) Ii (A) Pi (W) Vo (V) Io (A) Po (W) Efisiensi (%) Vo/Vi

36 24 Nilai efisiensi pada tabel di atas diperoleh dengan persamaan (4.1) = 100% (4.1) Untuk Vi = 21 Volt = = =3.045 = = = watt = 1, % = % Pembuktian nilai induktansi induktor dapat bekerja pada mode kontinyu, mengacu pada persamaan (2.1) Saat Vin min = 21 Volt = > 0 ( ) = 0.11 A

37 25 Saat Vin max = 98 Volt = > 0 ( ) = 0.28 Dengan persamaan yang sama seperti perhitungan pada tabel 4.1 diperoleh nilai efisiensi untuk beban 50 watt yang ditunjukkan pada tabel 4.2 berikut. Tabel 4.2. Efisiensi untuk 185 lilitan dengan beban 50 watt Vi (V) Ii (A) Pi (W) Vo (V) Io (A) Po (W) Efisiensi (&) Vo/Vi Pembuktian bahwa induktor dapat bekerja pada mode kontinyu, mengacu pada persamaan (2.1) Saat Vin min = 21 Volt 21 = = 0.28 A > 0 ( )

38 26 Saat Vin max = 98 Volt 98 = =0.55 > 0 ( ) Tabel 4.3. Efisiensi untuk 185 lilitan dengan beban 75 watt Vi (V) Ii (A) Pi (W) Vo (A) Io (A) Po (W) Efisiensi (%) Vo/Vi Saat Vin min = 21 Volt 21 = = 0.48 A > 0 ( ) Saat Vin max = 98 Volt 98 = =0.67 > 0 ( )

39 27 Tabel 4.4. Efisiensi untuk 185 lilitan dengan beban 100 watt Vi (V) Ii (A) Pi (W) Vo (V) Io (A) Po (W) Efisiensi (%) Vo/Vi Saat Vin min = 21 Volt 21 = = 0.5 A Saat Vin max = 98 Volt 98 = =1.15 > 0 ( ) Dari ke empat tabel di atas dapat dibuat grafik hubungan antara efisiensi terhadap perubahan tegangan input, perubahan beban dan hubungan antara Vo/Vi terhadap perubahan tegangan input.

40 28 Gambar grafik hubungan antara efisiensi terhadap perubahahan Vin pada 185 lilitan ditunjukkan pada gambar Efisiensi (%) Vin (volt) 25 watt 50 watt 75 watt 100 watt Gambar 4.4. Hubungan antara efisiensi terhadap perubahahan Vin Dari gambar 4.4 terlihat bahwa semakin besar tegangan input untuk masingmasing beban maka nilai efisiensi akan naik. Hal ini karena presentase kenaikkan tegangan output dan arus output lebih tinggi dibandingkan presentase kenaikkan tegangan input dan arus input. Contoh pada tabel 4.1, tegangan input 35 V efisiensinya lebih tinggi dari pada 21 V. Presentase kenaikkan tegangan input = Presentase kenaikkan tegangan output 100%=66.65% = %=83.3% Presentase kenaikkan arus input = %=19.3%

41 29 Presentase kenaikkan arus output = %=24.2% Gambar grafik hubungan antara efisiensi terhadap perubahahan beban pada 185 lilitan ditunjukkan pada gambar 4.5. Efisiensi (%) Beban (watt) 21 v 35 v 49 v 63 v 77 v 91 v 98 v Gambar 4.5. Hubungan antara efisiensi terhadap perubahahan beban Dari grafik di atas terlihat bahwa semakin besar beban (watt) yang dipasang maka nilai efisiensi akan naik. Terlihat pada beban 25 watt samapai 75 watt. Ketika beban membesar maka arus yang dibutuhkan juga akan membesar, jadi daya output juga naik meskipun tegangan turun. Sebab kenaikan arus lebih dominan dari pada penurunan tegangan. Pada rangkaian yang digunakan mungkin punya daerah kerja optimal hanya sampai pada saat dipasang beban 75 watt sehingga pada beban 100 watt efisiensinya cenderung turun.

42 30 Gambar grafik hubungan antara perbandingan tegangan output dan tegangan input terhadap perubahahan Vin pada 185 lilitan ditunjukkan pada gambar ,2 2 1,8 Vo/Vi 1,6 1,4 1,2 25 watt 50 watt 75 watt 100 watt Vin (Volt) Gambar 4.6. Hubungan antara Vo/Vi terhadap perubahahan Vin Pada grafik di atas terlihat bahwa nilai Vo/Vi tertinggi berada pada tegangan input sebesar 77 V. Hal ini menunjukkan bahwa pada tegangan input tersebut terdapat losses ( rugi-rugi) paling minimum. Saat Vin rendah (di bawah 77 V) perbandingan tegangan output terhadap tegangan input turun karena adanya rugi-rugi pada induktor yaitu resistansi dalam induktor (dominan). Sedangkan pada Vin tinggi ( di atas 77 V) nilai perbandingan tegangan output terhadap tegangan input juga turun karena adanya rugi-rugi yang berupa panas (kenaikkan suhu sebesar derajad celcius) pada induktor lebih dominan. 4.3 Pengujian 2 Pada pengujian ini, dilakukan pengujian terhadap induktor toroid binokuler dengan menggunakan rangkaian boost converter. Pengujian menggunakan beban berupa lampu pijar 25 watt, 50 watt, 75 watt dan 100 watt pada lilitan 275 (1000mH). Tegangan input yang diberikan dinaikkan secara teratur menggunakan trafo regulator sampai terjadi kenaikkan suhu pada induktor

43 31 sebesar 41 derajat celcius. Frekuensi input dari generator sebesar 10 KHz. Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui efisiensi daya boost converter terhadap perubahan tegangan input dan perubahan beban. Gambar rangkaian pengujian 2 terlihat pada gambar 4.7.[11] DUT (Device Under Test) Gambar 4.7. Rangkaian pengujian 2 menggunakan 275 lilitan Dengan cara dan formula yang sama untuk menghitung efisiensi seperti pada pengujian 1 diperoleh data hasil pengujian 2 pada tabel 4.5 berikut. Tabel 4.5. Efisiensi untuk 275 lilitan dengan beban 25 watt Vi (V) Ii (A) Pi (W) Vo (V) Io (A) Po (W) Efisiensi (%) Vo/Vi

44 32 Pembuktian bahwa induktor dapat bekerja pada mode kontinyu, mengacu pada persamaan (2.1) Saat Vin min = 21 Volt 21 = = A > 0 ( ) Saat Vin max = 133 Volt 133 = =0.23 > 0 ( ) Dengan persamaan yang sama seperti perhitungan pada pengujian 1, diperoleh nilai efisiensi untuk beban 50 watt ditunjukkan pada tabel 4.6 berikut. Tabel 4.6. Efisiensi untuk 275 lilitan dengan beban 50 watt Vi (V) Ii (A) Pi (W) Vo (V) Io (A) Po (W) Efisiensi (%) Vo/Vi

45 33 Saat Vin min = 21 Volt 21 = = 0.25 A > 0 ( ) Tabel 4.7. Efisiensi untuk 275 lilitan dengan beban 75 watt Vi (V) Ii (A) Pi (W) Vo (V) Io (A) Po (W) Efisiensi (%) Vo/Vi Saat Vin min = 21 Volt 21 = = 0.42 A > 0 ( )

46 34 Tabel 4.8. Efisiensi untuk 275 lilitan dengan beban 100 watt Vi (V) Ii (A) Pi (W) Vo (V) Io (A) Po (W) Efisiensi (%) Vo/Vi Saat Vin min = 21 Volt 21 = = A > 0 ( ) Seperti halnya pada pengujian 1, dari ke empat tabel pada pengujian 2 juga dapat dibuat grafik hubungan antara efisiensi daya terhadap perubahan tegangan input, perubahan beban dan hubungan antara Vo/Vi terhadap perubahan tegangan input.

47 35 Gambar grafik hubungan antara efisiensi terhadap perubahahan Vin pada 275 lilitan ditunjukkan pada gambar Efisiensi (%) Vin (volt) 25 watt 50 watt 75 watt 100 watt Gambar 4.8. Hubungan antara efisiensi terhadap perubahan Vin Pada grafik di atas dapat dianalisa bahwa semakin besar tegangan input pada tiap beban maka nilai efisiensi daya akan naik. Hal ini karena presentase kenaikkan tegangan output dan arus output lebih tinggi dibandingkan presentase kenaikkan tegangan input dan arus input. Contoh pada tabel 4.5, tegangan input 35 V efisiensinya lebih tinggi dari pada 21 V. Presentase kenaikkan tegangan input = Presentase kenaikkan tegangan output 100%=66.65% = %=110.3% Presentase kenaikkan arus input = %=33.3%

48 36 Presentase kenaikkan arus output = %=27.2% Pada grafik tersebut juga terlihat bahwa dengan 275 lilitan, kita dapat memberikan tegangan input sampai 147 volt. Ditunjukkan oleh beban 50 watt pada gambar di atas. Pengujian dengan tegangan 147 volt tidak dilakukan pada beban lain beban-beban tersebut hanya memiliki batas tegangan kerja sebesar 220/2240 volt. Padahal dengan input 147 volt didapatkan output hingga 268 volt. Gambar grafik hubungan antara efisiensi terhadap perubahahan beban pada 275 lilitan ditunjukkan pada gambar Efisiensi (%) v 35 v 49 v 63 v 77 v 91 v 119 v 133 v Beban (watt) Gambar 4.9. Hubungan antara efisiensi terhadap perubahahan beban Seperti pada pengujian pertama, dari grafik di atas terlihat bahwa semakin besar beban (watt) yang dipasang maka nilai efisiensi relatif akan naik. Hal ini terlihat pada beban 25 watt sampai 75 watt. Hal ini karena ketika beban

49 37 membesar maka arus yang dibutuhkan juga akan meningkat, sehingga secara otomatis daya juga naik meskipun teganganya turun. Sebab kenaikan arus lebih dominan dari pada penurunan tegangan. Pada rangkaian yang digunakan mungkin punya daerah kerja optimal hanya sampai pada saat dipasang beban 75 watt sehingga pada beban 100 watt efisiensinya cenderung turun. Sama dengan ketika menggunakan 185 lilitan pada pengujian 1. Gambar grafik hubungan antara perbandingan tegangan output dan tegangan input terhadap perubahahan Vin pada 275 lilitan ditunjukkan pada gambar ,2 2 1,8 Vo/VI 1,6 1,4 1,2 25 watt 50 watt 75 watt 100 watt Vi n (Volt) Gambar Hubungan antara Vo/Vi terhadap perubahahan Vin Pada grafik di atas terlihat bahwa nilai Vo/Vi tertinggi berada pada tegangan input sebesar 119 V. Hal ini menunjukkan bahwa pada tegangan input tersebut terdapat losses ( rugi-rugi) paling minimum. Saat Vin rendah (di bawah 119 V) perbandingan tegangan output terhadap tegangan input turun karena adanya rugi-rugi pada induktor yaitu resistansi dalam induktor (dominan). Sedangkan pada Vin tinggi (di atas 119V) nilai

50 38 perbandingan tegangan output terhadap tegangan input juga turun karena adanya rugi-rugi yang berupa panas (kenaikkan suhu sebesar derajad celcius) pada induktor lebih dominan Pengujian 3 Pada pengujian yang terakhir ini, dilakukan pengetesan terhadap induktor toroid binokuler dengan menggunakan rangkaian boost converter. Pengujian masih tetap menggunakan beban berupa lampu pijar 25 watt, 50 watt, 75 watt dan 100 watt pada lilitan 350 (1700mH). Tegangan input yang diberikan dinaikkan secara teratur meggunakan trafo regulator sampai terjadi kenaikkan suhu pada induktor sebesar 41 derajat celcius. Frekuensi input yang diberikan dari generator sebesar 10 KHz. Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui efisiensi daya boost converter terhadap perubahan tegangan input dan perubahan beban. Gambar rangkaian pengujian 3 terlihat pada gambar 4.11.[11] DUT (Device Under Test) Gambar Rangkaian pengujian 3 menggunakan 350 lilitan Dengan cara dan formula yang sama untuk menghitung efisiensi seperti pada pengujian 1 dan 2, diperoleh data hasil pengujian 3 pada tabel 4.9 berikut.

51 39 Tabel 4.9. Efisiensi untuk 350 lilitan dengan beban 25 watt Vi (V) Ii (A) Pi (W) Vo (V) Io (A) Po (W) Efisiensi (%) Vo/Vi Pembuktian bahwa induktor dapat bekerja pada mode kontinyu, mengacu pada persamaan (2.1) Saat Vin min = 21 Volt 21 = = A > 0 ( ) Saat Vin max = 133 Volt 133 = =0.248 > 0 ( )

52 40 Tabel Efisiensi untuk 350 lilitan dengan beban 50 watt Vi (V) Ii ( A) Pi (W) Vo (V) Io (A) Po (W) Efisiensi (%) Vo/VI Saat Vin min = 21 Volt 21 = = 0.25 A > 0 ( ) Tabel Efisiensi untuk 350 lilitan dengan beban 75 watt Vi (V) Ii (A) Pi (W) Vo (A) Io (A) Po (W) Efisiensi (%) Vo/Vi

53 41 Saat Vin min = 21 Volt 21 = = 0.44 A > 0 ( ) Tabel Efisiensi untuk 350 lilitan dengan beban 100 watt Vi (V) Ii (A) Pi (W) Vo (V) Io (A) Po (W) Efisiensi (%) Vo/Vi Saat Vin min = 21 Volt 21 = = 0.47 A > 0 ( ) Seperti halnya pada pengujian-pengujian sebelumnya, dari data pada empat tabel pada pengujian 3 juga dapat dibuat beberapa grafik, yaitu hubungan antara efisiensi daya terhadap perubahan tegangan input, perubahan beban dan hubungan antara Vo/Vi terhadap perubahan tegangan input.